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1、第十三章光学电磁波相对论考纲要求权威解读光的折射定律会分析与计算介质的折射率。折射率全反射、光导纤维1.理解光导纤维的原理及应用。2.作光路图是几何光学的重要解题手段,又是考查重点。光的干涉、衍射和偏振现象知道光的特征现象。变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场以电磁波的特点为线索进行识记。电磁波的产生、反射和接收电磁波谱相对论、质能方程了解相对论,能据质能方程简单计算。测定玻璃砖的折射率实验作光路图是关键;会处理数据,计算折射率。用双缝干涉测光的波长实验1.理解各元件的作用;2.读准测量头的示数。按Esc键退出返回目录第一节光的折射全反射按Esc键退出返回目录基础梳理基础梳理整合整合核心核心
2、理解深化理解深化方法探究突破方法探究突破按Esc键退出返回目录基础梳理基础梳理整合整合构建能力大厦的奠基石构建能力大厦的奠基石一、光的折射定律1.光的折射现象光从一种介质进入另一种介质时,发生改变的现象称为光的折射现象。2.光的折射定律内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;入射角的跟折射角的成正比答案：1.传播方向 2.正弦正弦公式:=n(1、2分别为入射角和折射角,n为常数)3.折射率(1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率。(2)公式:n=。(3)物理意义:折射率是表示光线
3、从一种介质进入另一种介质时,发生偏折程度的物理量,与入射角1及折射角2大小。4.n=,其中c,v分别是光在真空、介质中的速度。5.在光的折射现象中,光路是的。答案：3.无关4.5.可逆二、全反射1.光密介质与光疏介质介质项目光密介质光疏介质折射率大小光速小大相对性若n甲n乙,则甲是介质若n甲n乙,则甲是介质答案：光密光疏2.全反射光从介质入射到介质的分界面上时,光反射回光密介质的现象,这种现象叫全反射。3.临界角折射角等于时的入射角,称为临界角。当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时,发生全反射的临界角用sinC=计算。答案：2.光密光疏全部3.90按Esc键退出返回目录核心理解深化核心
4、理解深化拓展升华思维的加油站拓展升华思维的加油站一、全反射的条件是什么?【自主探究1】如图所示,一立方体玻璃砖,放在空气中,平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖,然后投射到它的一个侧面。若全反射临界角为42,按Esc键退出返回目录(1)这光线能否从侧面射出?(2)若光线能从侧面射出,玻璃砖折射率应满足什么条件?答案:(1)不能(2)nC,因而光线在侧面要发生全反射而不能射出。(2)因r总小于临界角,要在侧面能射出,i也应小于临界角,即rC,i=(90-r)45。这就要求玻璃的折射率n满足:=sinCsin45,所以n。按Esc键退出返回目录归纳要点：产生全反射的条件1.光要从光密介质进入光疏介质
5、;2.入射角要大于或等于临界角(iC)。二、如何求折射率?【自主探究2】(2011山东理综)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角AOB=60。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB。求介质的折射率。答案:解析:光路如图。由几何知识知入射角1=60,折射角2=30据折射定律n=代入数据得n=归纳要点1.几何光学问题作光路图是关键,找准角度、边长关系是解决问题的必要条件。2.折射率的计算n=是几何光学中的方法,n=是物理光学中的方法。易错辨析请你判断下列表述正确与否,对不正确的,请予以更正。1.折射率的大小由介质本身和光的频率共同决定,与入射角、折
6、射角的大小无关。2.光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质,相对于其他不同的介质,可能是光密介质,也可能是光疏介质。3.我国使用的宽带光纤通信网络利用了光的衍射原理。4.光由一种介质进入另一种介质时,光的频率不变。按Esc键退出返回目录3.错误。光纤通信利用了光的全反射原理。4.正确。答案:1.正确。2.正确。按Esc键退出返回目录方法探究突破方法探究突破提升应用技巧的突破口提升应用技巧的突破口【例1】(2011浙江理综)“B超”可用于探测人体内脏的病变状况,如图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述
7、为=(式中1是入射角,2是折射角,v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,入射角为i,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度h为()。命题研究一、光的折射定律A.B.C.D.思路点拨:1.光路图是怎样的?2.长度、角度之间存在怎样的几何关系?解析:如图所示,由题意可得=,将v2=0.9v1代入,得sin=sini,由几何关系可得肿瘤离肝脏表面的深度为:h=cot=,选项D正确。答案：D规律总结：画出光路图来,利用有关规律和几何知识列方程是解题的关键。拓展链接1(2
8、010江苏单科)如图所示,一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从上表面的A点射出。已知入射角为i,A与O相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d。答案:l【例2】(2010重庆理综)如右图所示,空气中有一折射率为的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB,一束平行光平行于横截面,以45入射角照射到OA上,OB不透光。若只考虑首次入射到圆弧上的光,则上有光透出部分的弧长为()。命题研究二、光的全反射A.RB.RC.RD.R解析:假设平行光束恰好能透出圆弧的临界点分别为D、E,光路图如图所示,由折射率公式可求得光从OA边射入玻璃时的折射角为30,由临界角定义式可
9、求得D处发生全反射的临界角为C=45,则圆弧DE对应的圆心角为45,所以有光透出的弧长为R,选项B正确。答案:B规律总结：解答这一类光学临界问题要利用折射定律和全反射的条件。在分析、研究光路时,常要假设某一条光线恰能符合题意要求,据此画出其反射、折射或全反射的光路图,再进行推断或求解。拓展链接2(2010山东理综)如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出。求该玻璃棒的折射率。若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时(选填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射。又sinC=按Esc键退出返回目录本课结束本课结束本课结束本课结束谢谢观看谢谢观看谢谢观看谢谢观看